2023年高考化学一轮复习考点过关检测卷20 氯溴碘及其化合物(讲解版)
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检测卷二十氯溴碘及其化合物
一、单选题(共15题,每小题3分,共45分.每题只有一个选项符合题意)
1.在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
【答案】D
【解析】A、氯气是黄绿色气体,因此氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有Cl2,A正确;
B、向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,白色沉淀是氯化银,这说明氯水中含有Cl-,B 正确;
C、向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,气体是CO2,这说明氯水中含有H+,C正确;
D、向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明反应中有氯化铁生成。
由于氯气也能把氯化亚铁氧化生成氯化铁,因此不能说明氯水中含有HClO,D不正确。
答案选D。
2.下列说法不正确的是()
A.“84消毒液”的有效成分是NaClO
B.“84消毒液”能漂白棉、麻、纸张
C.“84消毒液”与酸性洁厕剂混用会产生Cl2
D.“84消毒液”久置失效,只涉及氧化还原反应
【答案】D
【解析】氢氧化钠和氯气反应生成次氯酸钠、氯化钠和水,次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸,所以“84消毒液”的有效成分是NaClO,A项正确;次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,所以“84消毒液”能漂白棉、麻、纸张,B项正确;ClO-和Cl-在酸性条件下发生归中反应生成氯气,“84消毒液”与酸性洁厕剂混用会产生Cl2,C项正确;“84消毒液”久置,次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸和碳酸氢钠,该反应不是氧化还原反应,D项错误。
3.下列有关实验装置进行的相应实验,不能达到实验目的的是()
A .用装置甲制取氯气
B .用装置乙除去氯气中的少量氯化氢和水蒸气
C .用装置丙可证明Cl 2的氧化性强于S
D .用装置丁可以完成“喷泉”实验
【答案】 B
【解析】在装置乙中,混合气体先经过浓硫酸,水蒸气被除去,再经过饱和NaCl 溶液,气体中又混入了水蒸气,无法达到实验目的,故B 项错误。
4.鉴别NaCl 、NaBr 、NaI 可以选用的试剂是( )
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl 4 ③溴水、苯 ④硝酸、AgNO 3溶液 ⑤氯水、苯 ⑥氯水、己烯
A .①②④
B .②③⑥
C .②④⑤
D .④⑤⑥
【答案】 C
【解析】①加入碘水、淀粉溶液,因碘和三种物质都不反应,不能鉴别,故错误;②加入氯水,可生成Br 2和I 2,在四氯化碳中的颜色不同,可鉴别,故正确;③加入溴水,不能鉴别NaCl 、NaBr ,故错误;④AgNO 3溶液分别与NaCl 、NaBr 、NaI 反应生成白色沉淀、浅黄色沉淀、黄色沉淀,并且不溶于稀硝酸,可鉴别,故正确;⑤加入氯水,可生成Br 2和I 2,与苯发生萃取后在苯中的颜色不同,可鉴别,故正确;⑥加入氯水,可生成Br 2和I 2,Br 2和I 2都能与己烯发生加成反应,不能鉴别,故错误;所以②④⑤可以鉴别。
5.KIO 3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I 2+11KClO 3+
3H 2O=====△6KH(IO 3)2+5KCl +3Cl 2↑。
下列说法错误的是( )
A .产生22.4L(标准状况)Cl 2时,反应中转移10mole -
B .反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6
C .可用石灰乳吸收反应产生的Cl 2制备漂白粉
D .可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO -3的存在
【答案】 A 【解析】根据题干中的化学方程式可知,I 元素的化合价由0价升高到+5价,转移电子数为6×5×2
=60,所以产生标准状况下22.4L即1mol氯气需消耗2mol碘单质,转移20mole-,A说法错误;该反应中I2为还原剂,KClO3为氧化剂,故氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6,B说法正确;工业上常用氯气和石灰乳反应制备漂白粉,C说法正确;酸性条件下,I-与IO-3反应生成I2,淀粉遇I2变蓝色,故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验IO-3的存在,D说法正确。
6.向KOH溶液中通入8.96L(标准状况)氯气恰好完全反应生成三种含氯盐:0.6molKCl、0.1molKClO和X。
则X是()
A.0.1molKClO4B.0.1molKClO3
C.0.1molKClO2D.0.2molKClO
【答案】B
【解析】8.96L(标准状况)氯气的物质的量为:8.96L
22.4L/mol=0.4mol,因为生成:0.6molKCl、0.1molKClO,根据氯守恒,所以X的物质的量为:0.4×2-0.6-0.1=0.1mol,由电子得失守恒分析可知:0.6×1=0.1×1+0.1a,即a=5,所以X中氯的化合价为+5价,故选B。
7.如图所示:若关闭Ⅰ阀,打开Ⅰ阀,让一种含氯气的气体经过甲瓶后,通入乙瓶,布条不褪色;若关闭Ⅰ阀,打开Ⅰ阀,再通入这种气体,布条褪色。
甲瓶中所盛的试剂可能是()
①浓硫酸②饱和氯化钠溶液③亚硫酸钠溶液④饱和碳酸氢钠溶液
A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④
【答案】D
【解析】Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用。
气体通过甲瓶后不能使布条褪色,可能有两个原因:一是甲瓶溶液将Cl2干燥,二是甲瓶的溶液能吸收Cl2。
浓H2SO4吸水,Na2SO3溶液能吸收Cl2发生氧化还原反应,饱和NaHCO3溶液能与Cl2发生反应生成CO2。
8.向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是()
A.碳酸钙粉末B.稀硫酸
C.氯化钙溶液D.二氧化硫水溶液
【答案】A
【解析】氯水中存在反应:Cl2+H2O H++Cl-+HClO,若要增强溶液漂白能力,则需使溶液中HClO 浓度增大。
加入碳酸钙粉末,发生反应:2H++CaCO3===Ca2++H2O+CO2↑,使上述可逆反应平衡向右移动,c(HClO)增大,故选A项;加入稀硫酸,溶液中c(H+)增大,上述可逆反应平衡向左移动,c(HClO)减小,故不选B项;加入氯化钙溶液,溶液中c(Cl-)增大,上述可逆反应平衡向左移动,c(HClO)减小,故不选C 项;加入二氧化硫水溶液,二氧化硫具有还原性,能被氯气氧化,且生成H2SO4,电离出大量H+,使上述
可逆反应平衡向左移动,c(HClO)减小,故不选D项。
9.把浓盐酸分别滴入点滴板上的各种溶液中,现象如下:
实验现象
①中溶液变蓝
②中溶液产生白色胶状沉淀
③中生成沉淀
④中产生黄绿色气体
下列分析不正确的是()
A.①中溶液变蓝,体现了浓盐酸的氧化性
B.②中产生白色胶状沉淀:2H++SiO2-3===H2SiO3↓
C.③中产生沉淀的原因可用平衡移动原理解释
D.④中产生黄绿色气体:ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
【答案】A
【解析】①HCl遇KI溶液不能发生反应生成I2,A项错误;由于酸性HCl>H2SiO3,所以浓盐酸遇Na2SiO3溶液会发生反应2HCl+Na2SiO3===H2SiO3↓+2NaCl,由于硅酸是白色难溶性的物质,所以会产生白色胶状沉淀,B项正确;在饱和NaCl溶液中存在平衡NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq),HCl溶于饱和NaCl溶液,使溶液中Cl-浓度增大,平衡逆向移动,降低了NaCl的溶解度,因此会析出NaCl固体,即产生白色沉淀,C 项正确;HCl溶于NaClO溶液中,会发生反应2HCl+NaClO===NaCl+Cl2↑+H2O,离子方程式是ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O,因此有黄绿色气体产生,D项正确。
10.制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。
室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是()
A.通入过量Cl2:Fe2+、H+、NH+4、Cl-、SO2-4
B.加入少量NaClO溶液:NH+4、Fe2+、H+、SO2-4、ClO-
C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH+4、SO2-4、OH-
D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、SO2-4、Cl-、ClO-、OH-
【答案】D
【解析】本题考查离子反应、离子共存。
A.Cl2具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+不能存在,错误;
B.Fe2+与H+、ClO-发生氧化还原反应,不能大量共存,错误;
C.OH-与Fe2+反应生成氢氧化亚铁沉淀,与
NH+4反应生成一水合氨,Fe2+、NH+4不能存在,错误;D.组内离子间不反应,能大量存在,正确。
11.中学常见的某反应化学方程式为X+Y―→M+N+H2O(未配平,反应条件已略去),下列叙述错误的是()
A.若X、Y的物质的量之比为1:4,且N是黄绿色气体,则该反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-===Mn2++Cl2↑+2H2OB.当N为氯碱工业的主要原料,M是造成温室效应的主要气体,则上述反应的离子方程式一定为:CO2-3+2H+===CO2↑+H2O
C .若X 是铁,Y 是稀硝酸(过量),则X 与Y 反应的离子方程式为Fe +4H ++NO -3===Fe 3++NO↑+2H 2O
D .若M 、N 为气体,且都能使澄清石灰水变浑浊,则将此混合气体通入溴水中,橙色褪色,橙色褪色过程的离子方程式为SO 2+Br 2+2H 2O===4H ++SO 2-4+2Br -
【答案】 B
【解析】B 中N 为氯碱工业的主要原料,则N 为NaCl ,M 是造成温室效应的主要气体,M 为CO 2,应该是碳酸钠或碳酸氢钠与盐酸反应,如果是碳酸氢钠与盐酸反应,离子方程式中应该是碳酸氢根,故B 错误。
12.下列实验操作,现象和结论均正确的是( )
【答案】 B 【解析】用双氧水滴定KI淀粉溶液,有I 2生成,溶液立刻变蓝,无法判定终点,A 错误;在酸性环境中,KIO 3与KI 反应生成I 2,B 正确;NO 2溶于水变为硝酸,硝酸也具有强氧化性,也可使淀粉碘化钾试纸变蓝,C 错误;加入AgNO 3溶液之前要用硝酸中和溶液中的碱,D 错误。
13.已知电离平衡常数:H 2CO 3>HClO >HCO 3-,氧化性:HClO >Cl 2>Br 2>Fe 3+>I 2。
下列有关离子反应或离子方程式的叙述中,正确的是( )
A .常温下,中性溶液中,3Fe +、Cl -、2Ba +、Br -能大量共存
B .向含有20.4molFeI 的溶液中通入20.3molCl 充分反应:4Fe 2++2I -+3Cl 2=4Fe 3++6Cl -+I 2
C .向NaClO 溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:ClO -+CO 2+H 2O=HClO+HCO 3-
D .向2FeBr 溶液中滴加少量氯水,再加入4CCl 溶液振荡,静置,有机层呈橙色
【答案】 B
【解析】A. Fe 3+只存在于强酸性溶液中,在中性溶液中Fe 3+已沉淀完全,A 项错误;
B. 依据还原性强弱,I -优先反应,其次才是Fe 2+。
依据离子方程式2I -+Cl 2=I 2+2Cl -,溶液中0.8molI -完全反应需消耗0.4molCl 2,而现在只通入0.3mol ,所以Fe 2+没有参与反应,离子反应方程式为:2I -+Cl 2=I 2+2Cl -,B 项错误;
C. 从题给信息可知次氯酸的酸性大于HCO 3-,所以向NaClO 溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:
ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-,注意不能生成CO32-,因为HClO能与CO32-继续反应生成HCO3-,C项正确;
D. 氯气先与Fe2+反应,再与Br-反应。
所以滴加少量的氯水,并不会生成溴单质,而是发生反应:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,D项错误;
所以答案选择C项。
14.常温下,c(H+)=0.1mol/L的某溶液中可能含有Na+、Fe3+、Fe2+、I-、Cl-、CO2
3
-中的某几种离子,现取100mL该溶液进行如图所示实验:
已知氧化性Fe3+>I2。
根据实验
结果,判断下列说法正确的是
A.Fe3+与Fe2+至少有一种
B.一定不存在CO2
3
-,可能存在Na+和Cl-
C.一定存在Fe2+、I-、Cl-
D.该溶液中一定存在Fe2+、I-,可能含Cl-
【答案】B
【解析】c(H+)=0.1mol/L溶液中的H+可以与CO23-反应,故溶液中不存在CO23-;向溶液中通入氯气分液后得到紫色溶液,说明有I2生成,则原溶液中含有I-,Fe3+能够氧化I-,则一定不存在Fe3+;2.54g为碘单质,
物质的量为
2.54g
254g/mol
=0.01mol,原溶液中含有I-的物质的量为0.02mol;水层中加入NaOH溶液得到固体,
剩余离子中能与NaOH生成沉淀的离子只有Fe2+,该固体为Fe(OH)2,灼烧固体得到的1.60g为Fe2O3,则
溶液中一定存在Fe2+,根据铁元素守恒可知亚铁离子的物质的量为
1.6g
160g/mol
×2=0.02mol,0.02mol Fe2+带
有正电荷为0.04mol,H+带有正电荷为0.1mol/L ×0.1L=0.01mol,0.02mol I-带有负电荷为0.02mol,根据电荷守恒,原溶液中一定含有Cl-,其物质的量至少为0.04mol+0.01mol -0.02mol=0.03mol,由于不能确定是否存在Na+,故Cl-含量≥0.03mol。
A.根据分析,原溶液中不存在Fe3+,A错误;
B.根据分析,溶液中一定不存在CO2
3
-,可能存在Na+,一定存在Cl-,B错误;
C.根据分析,溶液中一定存在Fe2+、I-、Cl-,C正确;
D.根据分析,溶液中一定存在Cl-,D错误;
故选C。
15.常温下,将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后再滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,整个过程中溶液的pH变化曲线如图所示。
下列选项正确的是
A .a 点所示的溶液中c(H +)=c(Cl -)+c(HClO)+c(OH -)
B .b 点所示的溶液中c(H +)>c(Cl -)>c(HClO)>c(ClO -)
C .c 点所示的溶液中c(Na +)=c(HClO)+c(ClO -)
D .d 点所示的溶液中c(Na +)>c(ClO -)>c(Cl -)>c(HClO)
【答案】 B
【解析】A .a 点溶液呈酸性,根据电荷守恒得c(H +)=c(Cl -)+c(Cl0-)+c(OH -),故A 错误;B .b 点溶液酸性最强,根据电荷守恒得c(H +)=c(Cl -)+c(Cl0-)+c(OH -),所以c(H +)>c(Cl -),酸性越强,次氯酸的电离程度越小,所以c(HClO)>c(ClO -),所以离子浓度大小顺序是c(H +)>c(Cl -)>c(HClO)>c(ClO -),故B 正确;C .c 点溶液呈中性,则c(H +)=c(OH -),根据电荷守恒得c(H +)+c(Na +)=c(Cl -)+c(Cl0-)+c(OH -),所以c(Na +)=c(Cl -)+c(ClO -),根据物料守恒得c(Cl -)=c(ClO -)+c(HClO),所以c(Na +)=c(HClO)+2c(ClO -),故C 错误;D .d 点溶液呈碱性,则c(H +)<c(OH -),根据电荷守恒得c(H +)+c(Na +)=c(Cl -)+c(Cl0-)+c(OH -),所以c(Na +)>c(Cl -)+c(Cl0-),根据物料守恒得c(Cl -)=c(ClO -)+c(HClO),所以c(Cl -)>c(ClO -),故D 错误;故选B 。
二、非选择题(共4题,55分)
16.(10分)下面三个方法都可以用来制氯气:
①4HCl(浓)+MnO 2=====△ MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O
②KClO 3+6HCl(浓)===3Cl 2↑+KCl +3H 2O
③KMnO 4+HCl(浓)―→KCl +MnCl 2+Cl 2↑+H 2O(未配平)
根据以上三个反应,回答下列有关问题:
(1)反应②的离子方程式为_____________________________________________。
(2)反应②中,氧化产物与还原产物的质量比为________。
(3)请将反应③配平:________KMnO 4+________HCl(浓)===________KCl +________MnCl 2+________Cl 2↑+________H 2O 。
(4)若要制得相同质量的氯气,①②③反应中转移电子的数目之比为________。
(5)已知反应④:4HCl +O 2=====催化剂△ 2Cl 2+2H 2O(g),该反应也能制得氯气,则MnO 2、O 2、KMnO 4三种物质
氧化性由强到弱的顺序为___________________________________________________________________。
【解析】(1)反应②KClO 3+6HCl(浓)===3Cl 2↑+KCl +3H 2O 的离子方程式为ClO -3 +6H ++5Cl -
===3Cl 2↑+3H 2O 。
(2)反应②中只有Cl 元素化合价发生变化,Cl 元素化合价分别由+5价、-1价变化为0价。
氯气既是氧化产物又是还原产物,其中6 mol HCl 中有5 mol HCl 被氧化,1 mol KClO 3被还原,则氧化产物与还原产物的
质量比为5∶1。
(3)该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、部分Cl元素化合价由-1价变为0价、部分Cl元素化合价不变,根据得失电子守恒确定KMnO4的化学计量数为2,Cl2的化学计量数为5,结合原子守恒配平得到反应③的化学方程式:
2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
(4)制得氯气的质量相等,即物质的量相等,假设制得的氯气都是1 mol,反应①中生成1 mol氯气转移电子
的物质的量是1 mol×2=2 mol;反应②中生成1 mol氯气转移电子的物质的量是5
3mol;反应③中生成1 mol
氯气转移电子的物质的量是1 mol×2=2 mol,则三个反应中转移电子的物质的量之比为2 mol∶5
3mol∶2
mol=6∶5∶6。
(5)反应③不需要特定的反应条件,反应①的反应条件是加热,反应④的反应条件是加热和催化剂,根据反应条件越简单,氧化还原反应越容易发生,越容易发生的氧化还原反应中的氧化剂的氧化性越强可知,氧化性最强的是高锰酸钾,其次是二氧化锰,最后是氧气。
【答案】(1)ClO-3+6H++5Cl-===3Cl2↑+3H2O
(2)5∶1
(3)2162258
(4)6∶5∶6
(5)KMnO4>MnO2>O2
17.(15分) 氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。
实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是,a中的试剂为。
(2)b中采用的加热方式是。
c中化学反应的离子方程式是,采用冰水浴冷却的目的是。
(3)d的作用是,可选用试剂(填标号)。
A.Na2S
B.NaCl
C.Ca(OH)2
D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,,,干燥,得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。
1号试管溶液颜色不变。
2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显色。
可知该条件下KClO3的氧化能力
NaClO(填“大于”或“小于”)。
【答案】(1)圆底烧瓶(1分)饱和食盐水(1分)(2)水浴加热(1分)Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O(2分)避免生成NaClO3(2分)
(3)吸收尾气(Cl2)(1分)AC(2分)(4)过滤(1分)少量(冷)水洗涤(1分)(5)紫(1分)小于(2分)
【解析】(1)由题图可知,盛放MnO2粉末的仪器为圆底烧瓶;浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应制取氯气,制备的氯气中会混有HCl气体和水蒸气,a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体。
(2)根据题图可知,b中采用的加热方式为水浴加热;c中氯气与冷的NaOH溶液发生反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子方程式为Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O;氯气和热的NaOH溶液反应可生成氯酸钠,所以采用冰水浴冷却的目的是避免生成NaClO3。
(3)氯气有毒,能污染空气,d的作用是吸收尾气(Cl2)。
Na2S可将氯气还原成氯离子,可用Na2S 溶液吸收氯气;氯气不与氯化钠反应,且氯气在NaCl溶液中溶解度很小,不能用NaCl溶液吸收氯气;氯气可与Ca(OH)2浊液反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,可用Ca(OH)2浊液吸收氯气;氯气与硫酸不反应,且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度,不能用H2SO4溶液吸收氯气。
故选A、C项。
(4)冷却结晶后要进行过滤,使晶体和液体分离,过滤得到的晶体要用少量(冷)水洗涤(减少KClO3的溶解损失),洗涤后干燥得到KClO3晶体。
(5)1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕色,说明1号试管中氯酸钾没有氧化碘离子,2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质,即该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO;碘单质更易溶于CCl4,所以加入CCl4振荡,静置后CCl4层显紫色。
18.(14分)KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。
回答下列问题:
(1)KIO3的化学名称是。
(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如图1所示:
图1
“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。
“逐Cl2”采用的方法是。
“滤液”中的溶质主要
是。
“调pH”中发生反应的化学方程式
为。
图2
(3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图2所示。
①写出电解时阴极的电极反应式。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为,其迁移方向是。
③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有(写出一点)。
【答案】(1)S O32−+I2+H2O2I-+S O42−+2H+(3分)使CCl4中的碘进入水层(2分)(2)分液(2分)(3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化)(2分)NaOH溶液(2分)(4)从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-;(2分)另从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I O3-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I O3-(2分)
【解析】(1)该反应为Na2SO3、I2的氧化还原反应,离子方程式为S O32−+I2+H2O S O42−+2I-+2H+。
含碘废液中碘以I-、I2的形式存在,将废液中的I2还原为I-的目的是使CCl4中的碘进入水层。
(2)操作X为分液。
(3)实验控制在较低温度下进行,是为了使氯气在溶液中有较大的溶解度或防止I2升华或防止I2进一步被氧化。
锥形瓶中溶液的作用是吸收过量的Cl2,故锥形瓶中盛放的溶液为NaOH溶液。
(4)检验I-,可以利用I-的还原性,先加入淀粉溶液,再加盐酸酸化,最后滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,则说明废水中含有I-,若溶液不变蓝,则说明废水中不含有I-;检验I O3-,可以利用I O3-的氧化性,先加入淀粉溶液,再加盐酸酸化,最后滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,则说明废水中含有I O3-,若溶液不变蓝,则说明废水中不含有I O3-。
19.(16分)含氯物质在生产生活中有重要作用。
1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。
1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为________________________。
(2)实验室制取干燥Cl2时,净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为________________。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中________已分解。
检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象是_____________________________________________________
____________________________________________________________________________。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务通过测定溶液电导率,探究温度对AgCl溶解度的影响。
②查阅资料电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。
温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。
25Ⅰ时,K sp(AgCl)=1.8×10-10。
③提出猜想猜想a:较高温度的AgCl饱和溶液的电导率较大。
猜想b:AgCl在水中的溶解度S(45Ⅰ)>S(35Ⅰ)>S(25Ⅰ)。
④设计实验、验证猜想取试样Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ(不同温度下配制的AgCl饱和溶液),在设定的测试温度下,进行
表1中实验1~3,记录数据。
表1
实验结果为A
3>A 2>A 1。
小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想a 成立,但不足以证明猜想b 成立。
结合②中信息,猜想b 不足以成立的理由有_______________________________________________________。
⑥优化实验 小组同学为进一步验证猜想b ,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。
请完成表2中内容。
表2
⑦实验总结 b 成立的判断依据是________。
【答案】(1) MnO 2+4HCl(浓)=====△
MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O (2)cdbae
(3)HClO 取少量样品于试管中,加入几滴AgNO 3溶液,若有AgCl 白色沉淀生成,则该久置氯水中存在Cl -
(4)⑤ 1.8×10-
5(或1.34×10-
5) 存在两个变量(温度与浓度),温度升高的同时,溶液的浓度也在增大 ⑥
⑦A 3>B 2;A 2>B 1【解析】(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl 2的化学方程式为MnO 2+4HCl(浓)=====
△
MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 。
(2)实验室制得的Cl 2中含有HCl 、H 2O ,可依
次通过饱和食盐水、浓硫酸分别除去HCl 、H 2O ,再收集Cl 2并进行尾气处理,因此装置的接口连接顺序为cdbae 。
(3)氯水中能使品红溶液褪色的物质是HClO ,氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中HClO 已分解。
检验Cl -
存在的方法是取少量样品于试管中,加入几滴AgNO 3溶液,若有AgCl 白色沉淀生成,则该久置氯水中存在Cl -。
(4)⑤由于AgCl 饱和溶液中c (Ag +)=c (Cl -),因此25Ⅰ时,c (Cl -)=K
sp (AgCl )=1.8×10-10mol·L -1= 1.8×10-5mol·L -1≈1.34×10-5mol·L -1。
由于不同温度下的饱和溶液的浓度不同,因此实验1、2、3中,存在两个变量(温度与浓度),因此不足以证明猜想b 成立。
⑥需要设计实验证明AgCl 在水中的溶解度S (45Ⅰ)>S (35Ⅰ)>S (25Ⅰ),则需要控制变量。
由实验4与实验2对比,温度均为35Ⅰ,若溶液浓度:试样Ⅰ>试样Ⅰ,则电导率:A 2>B 1,则可验证S (35Ⅰ)>S (25Ⅰ);同理,要验证S (45Ⅰ)>S (35Ⅰ),则需
要由实验5与实验3对比,温度均为45Ⅰ,若溶液浓度:试样Ⅰ>试样Ⅰ,则电导率A3>B2,即可验证猜想b。
⑦猜想b成立的判断依据是A3>B2;A2>B1。